在有機(jī)合成和藥物合成中，從羥基化合物（包括伯醇、仲醇、叔醇）脫水形成烯烴的轉(zhuǎn)化是一類非常重要的轉(zhuǎn)化，脫水反應(yīng)可以在酸或者Lewis酸性條件下發(fā)生，也可以將羥基衍生化成易離去基（如磺酸酯或鹵素）再在堿性條件下消除，還可以在脫水劑的條件下脫水形成烯烴，其中最常見的反應(yīng)是黃原酸酯消除和Grieco-Sharpless消除反應(yīng)，最為常用的是兩個脫水劑就是Martin Sulfurane 和Burgess脫水劑。

脫水反應(yīng)的挑戰(zhàn)在于在復(fù)雜體系中，存在區(qū)域選擇性的問題，或者當(dāng)體系中存在多個羥基的時候，存在化學(xué)選擇性的問題。如圖1所示，羥基化合物4在三氟化硼-乙醚作Lewis酸的條件下，在DCM中-78 ^oC反應(yīng) 2 min，會得到動力學(xué)上favor的化合物5，如果延長時間，會得到6和7，如果升高溫度，則會發(fā)生1,2-甲基遷移，得到四取代雙鍵化合物8。

圖1. 化合物4的脫水反應(yīng)

（圖片來源：Nat. Prod. Rep.）

黃原酸酯消除

黃原酸酯消除也叫Chugaeve(楚加耶夫)消除反應(yīng)，是基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)中的經(jīng)典人名反應(yīng)。如圖2所示，羥基化合物在堿性條件下和二硫化碳以及碘甲烷反應(yīng)形成黃原酸酯，然后加熱條件下發(fā)生分子內(nèi)消除，經(jīng)歷六元環(huán)過渡態(tài)，順式消除，得到烯烴，放出硫氧化碳和硫醇，該反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是不發(fā)生碳架的異構(gòu)和雙鍵的遷移。

圖 2. 黃原酸酯消除反應(yīng)及其機(jī)理

(圖片來源：Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis.)

H．Hagiwara教授課題組在天然產(chǎn)物Solanapyrone E的首例不對稱全合成中，就用到了黃原酸酯消除，由于黃原酸酯消除是順式消除，所以該體系中可以良好的控制區(qū)域選擇性，以兩步89%的產(chǎn)率得到目標(biāo)脫水產(chǎn)物。

圖 3. 黃原酸酯消除反應(yīng)應(yīng)用舉例

（圖片來源：Org. Lett.）

Martin試劑

Martin試劑，也叫Martin sulfurane, 雙[a,a-雙(三氟甲基)苯乙醇]-二苯基硫，結(jié)構(gòu)如圖4所示，也可以在溫和條件下脫水，但對水敏感，最好保存在手套箱中。

圖 4. Martin sulfurane的結(jié)構(gòu)

圖 5. Martin 脫水反應(yīng)機(jī)理

（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

Martin試劑對于仲醇和叔醇脫水效果良好，主要得到雙鍵，而對于伯醇，主要得到醚。其脫水機(jī)理如圖5所示，硫葉立德經(jīng)β-消除，得到烯烴和二苯基亞砜。

北京大學(xué)楊震教授團(tuán)隊在復(fù)雜天然產(chǎn)物L(fēng)ancifodilactone G醋酸酯的不對稱全合成中，就用到了Martin試劑脫水，在全合成的后期，具有八環(huán)體系的復(fù)雜底物中，化合物25到26的轉(zhuǎn)化，能在室溫下5分鐘就以80%的收率得到產(chǎn)物，體現(xiàn)了該反應(yīng)的實(shí)用性。

圖 6. Martin 脫水反應(yīng)應(yīng)用

（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）

Burgess脫水劑

Burgess脫水劑，也叫伯吉斯試劑，是N-（三乙胺基硫酰）氨基甲酸甲酯，結(jié)構(gòu)如圖7所示。可以在溫和條件下脫水，但該試劑對水和空氣都很敏感，需要使用新制備的試劑，保存的時候最好保存在手套箱中。反應(yīng)機(jī)理如圖8，類似于黃原酸酯消除反應(yīng)，也是經(jīng)分子內(nèi)六元環(huán)過渡態(tài)順式消除得到烯烴。

圖 7. Burgess脫水劑的結(jié)構(gòu)

圖 8. Burgess脫水反應(yīng)的機(jī)理

(圖片來源：Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis.)

可以由異氰酸氯砜酯與三乙胺在甲醇中反應(yīng)制備，脫水時，由羥基進(jìn)攻硫，而后發(fā)生順式消除。Burgess脫水劑還可以用于從甲酰胺脫水合成異腈化合物。

圖 9. Burgess脫水反應(yīng)的應(yīng)用一

（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）

James H. Rigby教授在 (+)-Narciclasine的全合成中用到了Burgess脫水劑，化合物11中TBS在氟負(fù)離子下脫除，接著Burgess脫水，兩步以64%的產(chǎn)率得到化合物12中的雙鍵。

圖 10. Burgess脫水反應(yīng)的應(yīng)用二

（圖片來源：J. Am. Chem. Soc.）

Phil S. Baran教授團(tuán)隊在天然產(chǎn)物Fischerindoles I的合成中使用了Burgess脫水劑，最后一步13b到最終天然產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化中，將甲酰胺轉(zhuǎn)化為異腈化合物，產(chǎn)率優(yōu)良。

Grieco-Sharpless消除反應(yīng)

Grieco-Sharpless消除反應(yīng)機(jī)理如圖11所示，首先醇與鄰硝基苯硒腈和三丁基膦在缺電子的硒原子上發(fā)生親核取代，生成硒醚。然后用過氧化氫或者m-CPBA將硒醚氧化為硒亞砜。最后硒亞砜發(fā)生類似于Cope消除的消除反應(yīng)，放出硒醇，生成烯烴。

圖11. Grieco-Sharpless消除反應(yīng)機(jī)理

（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

如圖12所示，Blay, G.團(tuán)隊在Plagiochiline N的全合成中，在關(guān)鍵中間體17中，既有仲醇也有叔醇的情況下，仲醇選擇性發(fā)生Grieco-Sharpless消除反應(yīng)，由于是順式消除，所以區(qū)域選擇性地生成了烯烴19。

圖12. Grieco-Sharpless消除反應(yīng)應(yīng)用

（圖片來源：J. Org. Chem.）

以上幾個脫水反應(yīng)都是非常重要且非常常見的轉(zhuǎn)化，黃原酸酯消除試劑廉價，反應(yīng)干凈，但需要兩步反應(yīng)，有時候需要高溫加熱；Martin試劑和Burgess 試劑脫水操作簡便，反應(yīng)快捷，但試劑相對較貴，且保存條件較為嚴(yán)格，Martin試劑脫水優(yōu)先發(fā)生在仲醇和叔醇，而Grieco-Sharpless消除反應(yīng)則優(yōu)先發(fā)生在伯醇和仲醇，這些反應(yīng)各有利弊，實(shí)際應(yīng)用中可以互補(bǔ)。脫水反應(yīng)還有很多，請參考參考文獻(xiàn)6中的綜述。

除了上面的消除反應(yīng)，還有單分子消除反應(yīng)，共軛堿單分子消除反應(yīng)，雙分子消除反應(yīng)，熱解消除等

參考文獻(xiàn)：

1，Hagiwara, H., Kobayashi, K., Miya, S., Hoshi, T., Suzuki, T., Ando, M. The First Total Synthesis of (-)-Solanapyrone E Based on Domino Michael Strategy. Org. Lett. 2001, 3, 251-254.

2，Liu, D. D.; Sun, T. W.; Wang, K. Y.; Lu, Y.; Zhang, S. L.; Li, Y. H.; Jiang, Y. L.; Chen, J. H.; Yang, Z. Asymmetric Total Synthesis of Lancifodilactone G Acetate. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5732?5735.

3，Rigby, J. H.; Mateo, M. E. Total Synthesis of (+)-Narciclasine. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12655-12656.

4, Baran, P. S.; Richer, J. M. Enantioselective Total Syntheses of Welwitindolinone A and Fischerindoles I and G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15394-15396.

5，Pedro, J. R.; Blay, G. Synthesis of Plagiochiline N from Santonin. J. Org. Chem. 2001, 66, 7700–7705.

6， Poulsen, T. B.; et al Dehydration reactions in polyfunctional natural products. Nat. Prod. Rep. 2020, DOI: 10.1039/d0np00009d.